KR20220027141A - 나노초 펄서 rf 절연 - Google Patents

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코너 리스톤
니콜라스 에이. 양
케니스 밀러
일리아 슬로보도프
티모시 젬바
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이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

일부 실시예들은 플라즈마 챔버; 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 플라즈마 챔버로 RF 버스트들을 구동시키는 RF 드라이버; 펄스 반복 주파수 및 피크 전압으로 플라즈마 챔버로 펄스들을 구동시키는 나노초 펄서, 펄스 반복 주파수는 RF 주파수보다 작고 피크 전압은 2 kV보다 크고; RF 드라이버와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제1 필터; 및 나노초 펄서와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제2 필터를 포함하는 플라즈마 시스템을 포함한다.

Description

나노초 펄서 RF 절연
반도체 장치 제조 공정은 마이크로프로세서, 메모리 칩, 및 다른 종류의 집적 회로들 및 장치들을 포함할 수 있는, 반도체 장치들을 제조하기 위해 다양한 단계들에서 플라즈마 처리를 이용한다. 플라즈마 처리는 가스 혼합물에 RF(radio frequency) 에너지를 도입함으로써 가스 분자들에 에너지를 부과하는 것에 의해 가스 혼합물에 에너지를 공급하는 것을 포함한다. 이 가스 혼합물은 통상 플라즈마 챔버로 지칭되는, 진공 챔버에 포함되고, RF 에너지는 통상 전극들을 통해 플라즈마 챔버로 도입된다.
전형적인 플라즈마 공정에 있어서, RF 발생기는 3 kHz와 300 GHz의 범위에 있는 것으로 넓게 이해되는, 무선 주파수에서 전력을 생성하고, 이 전력은 RF 케이블들 및 네트워크들을 통해 플라즈마 챔버로 전송된다. RF 발생기로부터 플라즈마 챔버로 효율적인 전력 전달을 제공하기 위해, 중간 회로가 RF 발생기의 고정된 임피던스를 플라즈마 챔버의 가변적인 임피던스에 매칭시키는 데 이용된다. 이러한 중간 회로는 흔히 RF 임피던스 매칭 네트워크로, 또는 더 간단히 RF 매칭 네트워크로 지칭된다.
본 발명의 실시예들은 플라즈마 시스템을 포함한다. 플라즈마 시스템은 플라즈마 챔버; RF 주파수로 플라즈마 챔버로 RF 버스트들을 구동시키도록 구성되는 RF 드라이버; 펄스 반복 주파수로 플라즈마 챔버로 펄스들을 구동시키도록 구성되는 나노초 펄서, 펄스 반복 주파수는 RF 주파수보다 작고; RF 드라이버와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 하이패스 필터; 및 나노초 펄서와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 로우패스 필터를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버는 가변 임피던스 RF 드라이버를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버는 풀 브릿지(또는 하프-브릿지) 스위칭 회로, 공진 회로 및/또는 변압기를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버 및/또는 나노초 펄서 중 어느 하나 또는 모두는 저항성 출력 스테이지 및/또는 에너지 회수 회로를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하이패스 필터는 커패시터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 로우패스 필터는 인덕터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버는 나노초 펄서를 포함할 수 있다.
일부 실시예들은 플라즈마 챔버; 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 플라즈마 챔버로 RF 버스트들을 구동시키는 RF 드라이버; 펄스 반복 주파수 및 피크 전압으로 플라즈마 챔버로 펄스들을 구동시키는 나노초 펄서, 펄스 반복 주파수는 RF 주파수보다 작고 피크 전압은 2 kV보다 크고; RF 드라이버와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제1 필터; 및 나노초 펄서와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제2 필터를 포함하는 플라즈마 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 크다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 필터는 하이패스 필터를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 필터는 RF 드라이버와 플라즈마 챔버에 직렬인 커패시터를 포함하고, 커패시터는 대략 500 pH보다 작은 커패시턴스를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 필터는 그라운드와 RF 드라이버의 출력에 결합되는 인덕터를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 필터는 로우패스 필터를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 필터는 나노초 펄서와 플라즈마 챔버에 직렬인 인덕터를 포함하고, 인덕터는 대략 50 μH보다 작은 인덕턴스를 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 필터는 그라운드와 나노초 펄서의 출력에 결합되는 커패시터를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 챔버는 RF 드라이버에 전기적으로 결합되는 안테나를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 챔버는 RF 드라이버와 전기적으로 결합되는 캐쏘드를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 챔버는 나노초 펄서와 전기적으로 결합되는 캐쏘드를 포함한다.
일부 실시예들은 안테나 및 캐쏘드를 갖는 플라즈마 챔버; 안테나와 전기적으로 결합되는 RF 드라이버, RF 드라이버는 대략 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 플라즈마 챔버 내에서 RF 버스트들을 생산하고; 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 나노초 펄서, 나노초 펄서는 RF 주파수보다 작은 펄스 반복 주파수 및 2 kV보다 큰 전압으로 플라즈마 챔버로 펄스들을 생산하고; RF 드라이버와 안테나 사이에 배치되는 커패시터; 및 나노초 펄서와 캐쏘드 사이에 배치되는 인덕터를 포함하는 플라즈마 시스템을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터는 대략 100 pF보다 작은 커패시턴스를 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터는 대략 10 nH보다 작은 인덕턴스를 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 크다.
일부 실시예들은 캐쏘드를 포함하는 플라즈마 챔버; 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 RF 드라이버, RF 드라이버는 대략 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 플라즈마 챔버 내에서 RF 버스트들을 생산하고; 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 나노초 펄서, 나노초 펄서는 RF 주파수보다 작은 펄스 반복 주파수 및 2 kV보다 큰 전압으로 플라즈마 챔버로 펄스들을 생산하고; RF 드라이버와 캐쏘드 사이에 배치되는 커패시터; 및 나노초 펄서와 캐쏘드 사이에 배치되는 인덕터를 포함하는 플라즈마 시스템을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터는 대략 100 pF보다 작은 커패시턴스를 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터는 대략 10 nH보다 작은 인덕턴스를 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 크다.
이 실시예들은 본 개시를 제한 또는 규정하고자 하는 것은 아니고, 단지 이해를 돕기 위한 예들로서 제공된다. 추가적인 실시예들은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기술되고, 추가적인 설명 역시 제공된다. 다양한 실시예들 중 하나 또는 그 이상에 의해 제공되는 장점들은 이 명세서를 검토하는 것에 의해 또는 제시된 하나 또는 그 이상의 실시예들을 실행하는 것에 의해 더 이해될 수 있다.
본 개시의 이러한 및 다른 특징들, 측면들 및 장점들은 이하의 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 읽을 때 더 잘 이해된다.
도 1a는 나노초 펄서로부터의 펄스를 보여준다.
도 1b는 나노초 펄서로부터의 펄스들의 버스트를 보여준다.
도 2a는 RF 드라이버로부터의 RF 버스트를 보여준다.
도 2b는 RF 드라이버로부터의 복수의 RF 버스트들을 보여준다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 필터링되는 가변 임피던스 RF 드라이버 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기를 갖는 플라즈마 시스템의 대략도이다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 필터링되는 가변 임피던스 RF 드라이버 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기를 갖는 플라즈마 시스템의 대략도이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 필터링되는 가변 임피던스 RF 드라이버 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기를 갖는 플라즈마 시스템의 대략도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 필터링되는 가변 임피던스 RF 드라이버 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기를 갖는 플라즈마 시스템의 대략도이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템의 회로도이다.
도 8은 일부 실시예들에 따른 RF 드라이버의 회로도이다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 RF 드라이버의 회로도이다.
도 10은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다.
도 11은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다.
도 12는 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다.
도 13은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다.
플라즈마 시스템이 개시된다. 플라즈마 시스템은 플라즈마 챔버로 RF 버스트들을 구동시키는 RF 드라이버를 갖는 플라즈마 챔버 및 플라즈마 챔버로 펄스들을 구동시키는 나노초 펄서를 포함한다. 펄스들의 펄스 반복 주파수는 RF 버스트들의 RF 주파수보다 작을 수 있다. 플라즈마 시스템은 또한 RF 드라이버와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 하이패스 필터 및 나노초 펄서와 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 로우패스 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서,
도 1a는 나노초 펄서로부터의 예시적인 펄스를 보여준다. 도 1b는 나노초 펄서로부터의 펄스들의 버스트를 보여준다. 펄스 버스트는 단기 프레임 내에 복수의 펄스들을 포함할 수 있다. 펄스 버스트 내의 펄스들은 대략 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 등의 펄스 반복 주파수를 가질 수 있다. 각 펄스는 tpw의 펄스폭을 가질 수 있다. 또한 펄스 반복 주파수는 펄스에서펄스까지의 주기(Tpulse)의 역일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 펄스들은 높은 피크 전압(예. 1 kV, 10 kV, 20 kV, 50 kV, 100 kV, 등 보다 더 큰 전압들), 높은 펄스 반복 주파수(예. 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 등 보다 더 큰 주파수들), 빠른 상승 시간(예. 대략 1 ns, 10 ns, 50 ns, 100 ns, 250 ns, 500 ns, 1,000 ns, 등 보다 짧은 상승 시간들), 빠른 하강 시간(예. 대략 1 ns, 10 ns, 50 ns, 100 ns, 250 ns, 500 ns, 1,000 ns, 등 보다 짧은 하강 시간들) 및/또는 짧은 펄스폭들(예. 대략 1,000 ns, 500 ns, 250 ns, 100 ns, 20 ns, 등 보다 작은 펄스폭들) 을 가질 수 있다.
도 2a는 RF 드라이버로부터의 예시적인 RF 버스트를 보여준다. RF 버스트는 역 RF 주기(TRF)인 주파수를 가질 수 있다.
도 2b는 RF 드라이버로부터의 예시적인 복수의 RF 버스트들을 보여준다. 각 RF 버스트는 예를 들어 2 MHz, 13.56 MHz, 27 MHz, 60 MHz, 및 80 MHz와 같은, 200 kHz와 800 MHz의, RF 주파수를 가지는 싸인파 RF 버스트를 포함할 수 있다. RF 버스트 반복 주파수는 버스트에서버스트까지의 주기(TBRF)의 역일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 버스트 반복 주파수(예. RF 버스트들의 주파수)는, 예를 들어 400 kHz와 같이, 대략 10 kHz, 50 Hz, 100 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 등일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버는 연속적인 싸인파 파형을 제공할 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템(300)의 대략도이다. 일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 시스템(300)은 일부 실시예들에 따른 RF 드라이버(105) 및 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 갖는 플라즈마 챔버(110)를 포함할 수 있다. RF 드라이버(105)는 플라즈마 챔버(110) 내에 위치되는 캐쏘드(120)와 결합될 수 있다. 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 플라즈마 챔버(110) 내에 위치되는 캐쏘드(120)와 결합될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 캐쏘드(120)는 정전기적 척의 일부이거나 또는 이에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 챔버(110)는 플라즈마 챔버(110) 내 진공 조건을 유지하는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 진공 펌프는 예를 들어 특수 호스 또는 스테인레스 스틸 파이핑으로 플라즈마 챔버(110)에 연결될 수 있다. 진공 펌프는 기계 상의 릴레이(realy) 또는 통과 플러그(pass-through plug)에 의해 기계에 의해 자동으로 또는 수동으로 제어될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 챔버(110)는 RF 전력이 공급되기 전, 후 또는 공급될 때 가스(또는 입력 가스들의 혼합물)를 챔버로 도입할 수 있는 입력 가스 소스를 포함할 수 있다. 가스 내의 이온들은 플라즈마를 생성하고 가스는 진공 펌프를 통해 배출된다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 시스템은 플라즈마 증착 시스템, 플라즈마 에칭 시스템, 또는 플라즈마 스퍼터링 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 척과 웨이퍼 사이의 커패시턴스는 대략 1000 nF, 500 nF, 200 nF, 100 nF, 50 nF, 10 nF, 5000 pF, 1000 pF, 100 pF, 등 보다 작은 커패시턴스를 가질 수 있다.
RF 드라이버(105)는 캐쏘드(120)에 적용되는 RF 전력을 생성하는 어떠한 종류의 장치라도 포함할 수 있다. RF 드라이버(105)는, 예를 들어 나노초 펄서, 하프 브릿지 또는 풀 브릿지 회로에 의해 구동되는 공진 시스템, RF 증폭기, 비선형 전송선, RF 플라즈마 발생기, 가변 임피던스 RF 드라이버 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 매칭 네트워크를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 도 8에 도시된 챔버 회로(800) 및 RF 드라이버 및/또는 도 9에 도시된 챔버 회로(900) 및 RF 드라이버의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 예를 들어, 2 MHz, 13.56 MHz, 27 MHz, 60 MHz, 및 80 MHz와 같은 복수의 서로 다른 RF 주파수들을 가지는 RF 전력 신호를 생성할 수 있는 하나 또는 그 이상의 RF 드라이버들을 포함할 수 있다. 전형적인 RF 주파수들은, 예를 들어 200 kHz와 800 MHz 사이의 주파수들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 플라즈마 챔버(110) 내에서 플라즈마를 생성하고 유지할 수 있다. RF 드라이버(105)는, 플라즈마를 생성하도록 챔버 내의 다양한 가스들 및/또는 이온들을 여기시키기 위해 예를 들어 RF 신호를 캐쏘드(120)(및/또는 안테나(180), 이하 참조)로 제공한다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 RF 드라이버(105)의 비-표준 출력 임피던스를 50 ohms의 동축 케이블 또는 다른 케이블의 산업 표준 특성 임피던스에 매칭시킬 수 있는, 임피던스 매칭 회로에 결합될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서 RF 드라이버(105)는 발명의 명칭 "가변 출력 임피던스 RF 발생기(Variable Output Impedance RF Generator)"인 US 특허 출원 제 16/697,173호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
나노초 펄서 바이어스 발생기(115)(또는 디지털 펄서)는 하나 또는 그 이상의 나노초 펄서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 "고전압 나노초 펄서(High Voltage Nanosecond Pulser)"인 US 특허 출원 제 14/542,487호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 "전기 절연된 출력 가변 펄스 발생기 개시(Galvanically Isolated Output Variable Pulse Generator Disclosure)"인 US 특허 출원 제 14/635,991호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 " 가변 펄스폭 및 펄스 반복 주파수를 갖는 고전압 나노초 펄서(High Voltage Nanosecond Pulser With Variable Pulse Width and Pulse Repetition Frequency)"인 US 특허 출원 제 14/798,154호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 "고전압 저항성 출력 스테이지 회로(High Voltage Resistive Output Stage Circuit)"인 US 특허 출원 제 15/941,731호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 "나노초 펄스들을 이용한 임의 파형 발생(Arbitrary Waveform Generation Using Nanosecond Pulses)"인 US 특허 출원 제 16/114,195호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 "나노초 펄서 바이어스 보상(Nanosecond Pulser Bias Compensation)"인 US 특허 출원 제 16/523,840호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 발명의 명칭 " 나노초 펄서 회로 내 효율적인 에너지 회수(Efficient Energy Recovery In A Nanosecond Pulser Circuit)"인 US 특허 출원 제 16/737,615호에 기술된 장치의 일부 또는 모든 부분들을 포함할 수 있고, 이 개시는 어떤 목적으로든 이에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 1 kV, 5 kV, 10 kV, 20 kV, 30 kV, 40 kV, 등보다 더 큰 전압 크기들을 갖는 펄스들을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 2,000 kHz까지의 펄스 반복 주파수를 가지고 스위칭할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서는 대략 400 kHz의 펄스 반복 주파수를 가지고 스위칭할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 2000 ns에서 대략 1 나노초까지의 다양한 펄스폭들 중 단일 펄스들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 10 kHz보다 더 큰 펄스 반복 주파수를 가지고 스위칭할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 20 ns보다 짧은 상승 시간들을 가지고 작동할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 대략 80 ns보다 짧은 상승 시간들, 및 대략 10 kHz보다 더 큰 펄스 반복 주파수, 및 2 kV보다 더 큰 전압들을 갖는 전력 공급부로부터 펄스들을 생산할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 하나 또는 그 이상의 고체 상태 스위치들(예를 들어, IGBT, MOSFET, SiC MOSFET, SiC 접합 트랜지스터, FET, SiC 스위치, GaN 스위치, 광전도성 스위치, 등과 같은, 고체 상태 스위치들), 하나 또는 그 이상의 스너버 저항기, 하나 또는 그 이상의 스너버 다이오드, 하나 또는 그 이상의 스너버 커패시터, 및/또는 하나 또는 그 이상의 환류(freewheeling) 다이오드를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 스위치들 및 또는 회로들은 병렬로 또는 직렬로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 하나 또는 그 이상의 나노초 펄서들은 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 형성하기 위해 직렬로 또는 병렬로 함께 조직될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 고전압 스위치들이 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 형성하기 위해 병렬로 또는 직렬로 함께 조직될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 예를 들어 저항성 출력 스테이지, 싱크, 또는 에너지 회수 회로와 같이, 빠른 시간 규모들에서 용량성 부하로부터 전하를 제거하기 위한 회로부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전하 제거 회로부는 예를 들어 빠른 시간 규모에서(예. 1 ns, 10 ns, 50 ns, 100 ns, 250 ns, 500 ns, 1,000 ns, 등의 시간 규모들에서), 부하로부터 전하를 소멸시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, DC 바이어스 전력 공급 스테이지는 양으로 또는 음으로 캐쏘드(120)로 출력 전압을 바이어스하기 위해 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 커패시터는 전하 제거 회로부 또는 다른 회로 요소들로부터 DC 바이어스 전압을 절연/분리하는 데 사용될 수 있다. 또한 회로의 일 부분으로부터 다른 부분으로의 전위 이동을 허용할 수 있다. 일부 응용들에 있어서 전위 이동(potential shift)은 제 자리에 웨이퍼를 고정하는 데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들의 펄스 반복 주파수보다 더 큰 RF 주파수를 갖는 RF 버스트들을 생산할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터(130)는 RF 드라이버(105)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 커패시터(130)는, 예를 들어 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)로부터 저주파 신호들을 필터링하는 데 이용될 수 있다. 이 저주파 신호들은, 예를 들어 대략 10 MHz와 같은, 대략 100 kHz와 10 MHz의 주파수들(예. 스펙트럼 컨텐츠의 대부분)을 가질 수 있다. 커패시터(130)는, 예를 들어 대략 100 pF보다 작은, 대략 1 pF에서 1 nF의 값들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 인덕터(135)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 인덕터(135)는 예를 들어 RF 드라이버(105)로부터 고주파 신호들을 필터링하는 데 이용될 수 있다. 이 고주파 신호들은 예를 들어 대략 1 MHz 또는 10 MHz보다 큰, 1 MHz에서 200 MHz까지의 주파수들을 가질 수 있다. 인덕터(135)는, 예를 들어 대략 1 μH보다 큰, 대략 10 nH에서 10 μH까지의 값들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(135)는 이를 지나는 낮은 커플링 커패시턴스를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 커플링 커패시턴스는 1 nF보다 작을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터(130) 및 인덕터(135) 중 하나 또는 모두는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 커패시터(130)는 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들로부터 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들을 절연시킬 수 있다. 인덕터(135)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다.
도 4는 플라즈마 시스템(400)의 대략도이다. 플라즈마 시스템(400)은 일부 실시예들에 따라 필터링되는 RF 드라이버(105) 및 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 갖는 플라즈마 챔버(110)를 포함한다. 플라즈마 시스템(400)은 도 3의 플라즈마 시스템(300)과 유사할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 필터(140)는 커패시터(130)를 대체할 수 있고 및/또는 필터(145)는 인덕터(135)를 대체할 수 있다. 필터들은 교대로 나노초 펄서 바이어스 발생기에 의해 생산되는 펄스들로부터 가변 임피던스 RF 드라이버를, 또한 가변 임피던스 RF 드라이버에 의해 생산되는 RF 버스트들로부터 나노초 펄서 바이어스 발생기를 보호한다. 많은 다양한 필터들이 이를 달성하기 위해 채용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 필터들은 감쇠된 신호의 30% 이하가 보호되는 발생기를 통과하도록 할 수 있다. 예를 들어, NSP 바이어스 발생기를 보호하는 필터는 가변 임피던스 RF 드라이버에 의해 생산되는 신호의 30%(전력 측면에서 측정되는) 이하가 이를 통과하여 나노초 펄서 바이어스 발생기로 가도록 설계될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 각각의 RF 버스트 내의 펄스 반복 주파수보다 더 큰 RF 주파수(fp)를 갖는 RF 버스트들을 생산할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(140)는 RF 드라이버(105)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 필터(140)는 예를 들어 대략 1 MHz 또는 10 MHz와 같이, 대략 1 MHz에서 200 MHz까지의 주파수들을 갖는 고주파 RF 버스트들을 허용하는 하이패스 필터일 수 있다. 필터(140)는, 예를 들어 고주파 신호들을 통과시킬 수 있는 종류의 필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(145)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 필터(145)는 예를 들어 대략 10 MHz와 같이, 대략 100 kHz 및 10 MHz 보다 작은 주파수들을 갖는 저주파 펄스들을 허용하는 로우패스 필터일 수 있다. 필터(145)는, 예를 들어 저주파 신호들을 통과시킬 수 있는 종류의 필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(140) 및 필터(145) 중 어느 하나 또는 모두는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 필터(140)는 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들로부터 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들을 절연시킬 수 잇다. 필터(145)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(140)는 예를 들어, 그라운드에 연결된 하이패스 인덕터 및/또는 RF 드라이버(105)에 직렬로 배치되는 하이패스 커패시터와 같은, 하이패스 필터를 포함할 수 있다. 하이패스 인덕터는, 예를 들어 대략 20 nH에서 대략 50 μH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터는 대략 200 nH에서 대략 5μH의 인덕턴스를 갖는 하이패스 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터는 대략 500 nH에서 대략 1μH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터는 대략 800 nH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다.
하이패스 커패시터는, 예를 들어 대략 10 pF에서 대략 10 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터는, 대략 50 pF에서 대략 1 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 하이패스 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터는, 대략 100 pF에서 대략 500 pF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터는, 대략 320 pF의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(145)는 예를 들어, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 직렬로 배치되는 로우패스 인덕터 및/또는 그라운드에 연결되는 로우패스 커패시터와 같은, 로우패스 필터를 포함할 수 있다. 로우패스 인덕터는, 예를 들어 대략 0.5 μH에서 대략 500 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터는 대략 1μH에서 대략 100 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 로우패스 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터는 대략 2μH에서 대략 10 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터는 대략 2.5 nH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다.
로우패스 커패시터는, 예를 들어 대략 10 pF에서 대략 10 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터는, 대략 50 pF에서 대략 1 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 하이패스 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터는, 대략 100 pF에서 대략 500 pF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터는, 대략 250 pF의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다.
도 5는 플라즈마 시스템(500)의 대략도이다. 플라즈마 시스템(500)은 일부 실시예들에 따라 필터링되는 RF 드라이버(105) 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 갖는 플라즈마 챔버(110)를 포함할 수 있다.
RF 드라이버(105)는 안테나(180)에 적용되는 RF 전력을 생성하는 종류의 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 예를 들어, 2 MHz, 13.56 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz와 같은, 복수의 서로 다른 RF 주파수들을 갖는 RF 전력 신호를 생성할 수 있는, 하나 또는 그 이상의 RF 드라이버들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 RF 드라이버(105)의 비표준 출력 임피던스를 50 ohms의 동축 케이블 또는 다른 케이블의 산업 표준 특성 임피던스에 매칭시킬 수 있는, 임피던스 매칭 회로에 결합될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 하나 또는 그 이상의 나노초 펄서를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 도 3과 관련하여 설명된다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들의 펄스 반복 주파수보다 더 큰 RF 주파수를 갖는 펄스들을 생산할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터(150)는 RF 드라이버(105)와 안테나(180) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 커패시터(150)는 예를 들어, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)로부터의 저주파 신호들을 필터링하는 데 이용될 수 있다. 이 저주파 신호들은, 예를 들어 대략 10 MHz와 같이, 예를 들어 대략 100 kHz 및 10 MHz보다 작은 주파수들을 가질 수 있다. 커패시터(150)는, 대략 100 pF보다 작은, 예를 들어 대략 1 pF에서 1 nF까지의 값들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 인덕터(155)는, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 인덕터(135)는, 예를 들어 RF 드라이버(105)로부터의 고주파 신호들을 필터링하는 데 이용될 수 있다. 이 고주파 신호들은, 예를 들어 대략 1 MHz 또는 10 MHz보다 큰 것과 같이, 예를 들어 대략 1 MHz 내지 200 MHz보다 큰 주파수들을 가질 수 있다. 인덕터(155)는, 예를 들어 대략 1 μH보다 큰 것과 같이, 예를 들어 대략 10 nH 내지 10 μH보다 작은 값들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(155)는 이를 지나는 낮은 커플링 커패시턴스를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 커패시터(150) 및 인덕터(155) 중 하나 또는 모두는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 커패시터(150)는 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들로부터 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들을 절연시킬 수 있다. 인덕터(155)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 상산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 필터링되는 RF 드라이버(105) 및 필터링되는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 갖는 플라즈마 챔버(110)를 갖는 플라즈마 시스템(600)의 대략도이다. 플라즈마 시스템(600)은 도 5의 플라즈마 시스템(500)과 유사할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 필터(160)는 커패시터(150)를 대체할 수 있고 및/또는 필터(165)는 인덕터(135)를 대체할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(105)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들의 펄스 반복 주파수보다 더 큰 RF 주파수를 갖는 RF 버스트들을 생산할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(160)는 RF 드라이버(105)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 필터(160)는 예를 들어, 대략 1 MHz 또는 10 MHz보다 더 큰 것과 같이, 대략 1 MHz에서 200 MHz까지보다 더 큰 주파수들을 갖는 고주파 RF 버스트들을 허용하는 하이패스 필터일 수 있다. 필터(160)는, 예를 들어 고주파 신호들을 통과시킬 수 있는 종류의 필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(165)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 캐쏘드(120) 사이에 (예. 직렬로) 배치될 수 있다. 필터(165)는 예를 들어 대략 10 MHz와 같이, 대략 100 kHz 및 10 MHz 보다 작은 주파수들을 갖는 저주파 펄스들을 허용하는 로우패스 필터일 수 있다. 필터(165)는, 예를 들어 저주파 신호들을 통과시킬 수 있는 종류의 필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(160) 및 필터(165) 중 어느 하나 또는 모두는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 필터(160)는 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들로부터 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들을 절연시킬 수 있다. 필터(165)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)에 의해 생산되는 펄스들로부터 RF 드라이버(105)에 의해 생산되는 RF 버스트들을 절연시킬 수 있다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 플라즈마 시스템(700)의 대략도이다. 플라즈마 시스템(700)은 RF 드라이버(105) 및 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)를 포함한다. RF 드라이버(105) 및 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 회로 내의 Tee에서 부하(730)와 결합된다.
부하(730)는 어떠한 종류의 부하라도 포함할 수 있다. 예를 들어, 부하(730)는 예를 들어 대략 1 nF에서 대략 10 nF까지 또는 100 pF에서 100 nF까지 또는 10 pF에서 10,000 nF까지 보다 작은 커패시턴스를 갖는 부하와 같이, 낮은 용량성 부하일 수 있다. 다른 예로서, 부하(730)는 플라즈마 챔버(110)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 부하(730)는 플라즈마 및 챔버(830)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 부하(730)는 1 pF, 10 pF, 100 pF, 1 nF, 10 nF, 100 nF 등의 사이의 커패시턴스를 갖는 것과 같은, 유전체 장벽 부하를 포함할 수 있다.
RF 드라이버(105)는 필터(140)와 결합된다. 이 예에 있어서, 필터(140)는 하이패스 필터를 포함한다. 하이패스 필터는 하이패스 커패시터(705) 및 하이패스 인덕터(710)를 포함할 수 있다. 하이패스 커패시터(705)는 RF 드라이버(105)와 직렬로 결합될 수 있고 하이패스 인덕터(710)는 RF 드라이버(105) 및 그라운드에 결합될 수 있다.
나노초 펄서 바이어스 발생기(115)는 필터(145)와 결합된다. 이 예에 있어서, 필터(145)는 로우패스 필터를 포함한다. 로우패스 필터는 로우패스 커패시터(720) 및 로우패스 인덕터(715)를 포함할 수 있다. 로우패스 인덕터(715)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 직렬로 결합될 수 있고 로우패스 커패시터(720)는 나노초 펄서 바이어스 발생기(115) 및 그라운드에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(140)는 예를 들어 RF 드라이버(105)와 직렬로 배치되는 하이패스 커패시터(705) 및/또는 그라운드에 연결되는 하이패스 인덕터(710)와 같은, 하이패스 필터를 포함할 수 있다. 하이패스 인덕터(710)는, 예를 들어 대략 20 nH에서 대략 50 μH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터(710)는 대략 200 nH에서 대략 5 μH의 인덕턴스를 갖는 하이패스 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터(710)는 대략 500 nH에서 대략 1μH까지의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 인덕터(710)는 대략 800 nH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다.
하이패스 커패시터(705)는, 예를 들어 대략 10 pF에서 대략 10 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터(705)는, 대략 50 pF에서 대략 1 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 하이패스 커패시터(705)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터(705)는, 대략 100 pF에서 대략 500 pF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 하이패스 커패시터는, 대략 320 pF의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 필터(145)는 예를 들어, 나노초 펄서 바이어스 발생기(115)와 직렬로 배치되는 로우패스 인덕터(715) 및/또는 그라운드에 연결되는 로우패스 커패시터(720)와 같은, 로우패스 필터를 포함할 수 있다. 로우패스 인덕터(715)는, 예를 들어 대략 800 nH에서 대략 500 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터(715)는 대략 1μH에서 대략 100 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 로우패스 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터(715)는 대략 1μH에서 대략 10 μH 까지의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 인덕터는 대략 2.5 μH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함할 수 있다.
로우패스 커패시터(720)는, 예를 들어 대략 10 pF에서 대략 10 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터(720)는, 대략 50 pF에서 대략 1 nF 까지의 커패시턴스를 갖는 하이패스 커패시터(705)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터(720)는, 대략 100 pF에서 대략 500 pF 까지의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로우패스 커패시터는, 대략 250 pF의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 로우패스 인덕터(715) 및/또는 하이패스 인덕터(710) 중 하나 또는 모두는 대략 250 pF보다 작은 표유 커패시턴스(stray capacitance)을 가질 수 있다. RF 드라이버(105)와 필터(145) 사이의 연결은 2.5 μH보다 작은 표유 인덕턴스를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 시스템(700)에 도시된 예는 50 옴 특성 임피던스를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 시스템(700)에 도시된 예는 대략 5 MHz의 주파수에서 작동될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 시스템(700)에 도시된 예는 대략 100 ns보다 더 큰 펄스폭을 갖는 펄스들을 생산할 수 있다.
도 8은 일부 실시예들에 따른 RF 드라이버 및 챔버 회로(800)의 회로도이다.
이 예에 있어서, RF 드라이버 및 챔버 회로(800)는 RF 드라이버(805)를 포함할 수 있다. RF 드라이버(805)는, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 하프-브릿지 드라이버 또는 풀-브릿지 드라이버일 수 있다. RF 드라이버(805)는 DC 전압 소스(예. 용량성 소스, AC-DC 컨버터, 등)일 수 있는 입력 전압 소스(V1)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(805)는 4 개의 스위치들(S1, S2, S3, 및 S4)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(805)는 직렬로 또는 병렬로 복수의 스위치들(S1, S2, S3, 및 S4)을 포함할 수 있다. 이 스위치들(S1, S2, S3, 및 S4)은, 예를 들어 IGBT, MOSFET, SiC MOSFET, SiC 접합 트랜지스터, FET, SiC 스위치, GaN 스위치, 광전도 스위치 등과 같은, 예를 들어 고체 상태 스위치 종류를 포함할 수 있다. 이 스위치들(S1, S2, S3, 및 S4)은 고주파들에서 스위칭될 수 있거나 및/또는 고전압 펄스들을 생산할 수 있다. 이 주파수들은, 예를 들어, 대략 400 kHz, 0.5 MHz, 2.0 MHz, 4.0 MHz, 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 50 MHz, 등의 주파수들을 포함할 수 있다.
스위치들(S1, S2, S3, 및 S4) 중 각각의 스위치는 개별적인 다이오드(D1, D2, D3, 및 D4)와 병렬로 결합될 수 있고 또한 인덕터(L1, L2, L3, 및 L4)에 의해 표현되는 표유 인덕턴스(stray inductance)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(L1, L2, L3, 및 L4)의 인덕턴스들은 동일할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(L1, L2, L3, 및 L4)의 인덕턴스들은 대략 50 nH, 100 nH, 150 nH, 500 nH, 1,000 nH, 등 보다 더 작을 수 있다. 스위치(S1, S2, S3, 및 S4) 및 개별적인 다이오드(D1, D2, D3, 및 D4)의 조합은 개별적인 인덕터(L1, L2, L3, 및 L4)와 직렬로 결합될 수 있다. 인덕터들(L3 및 L4)은 그라운드와 연결된다. 인덕터(L1)는 스위치(S4) 및 공진 회로(810)와 연결된다. 인덕터(L2)는 스위치(S3) 및 공진 회로(810)의 반대 측과 연결된다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(805)는 공진 회로(810)와 결합될 수 있다. 공진 회로(810)는 변압기(T1)에 결합되는 공진 인덕터(L5) 및/또는 공진 커패시터(C5)를 포함할 수 있다. 공진 회로(810)는, 예를 들어 RF 드라이버(805)와 공진 회로(810) 및/또는 예를 들어 변압기(T1), 커패시터(C5), 및/또는 인덕터(L5)와 같은, 공진 회로(810) 내의 구성요소 사이의 리드들의 표유 저항(stray resistance)을 포함할 수 있는, 공진 저항(R5)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 저항(R5)은 배선들, 트레이스들, 또는 회로 요소들의 표유 저항들만을 포함한다. 다른 회로 요소들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 구동 주파수에 영향을 줄 수 있지만, 구동 주파수는 공진 인덕터(L5) 및/또는 공진 커패시터(C5)의 선택에 의해 대략적으로 설정될 수 있다. 추가적인 조정 및/또는 튜닝이 표유 인덕턴스 또는 표유 커패시턴스 관점에서 적절한 구동 주파수를 생성하는 데 필요할 수 있다. 이에 더하여, 변압기(T1)를 거치는 상승 시간은
Figure pct00001
라면, L5 및/또는 C5를 변경함으로써 조정될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, L5를 위한 큰 인덕턴스 값들은 더 느리거나 또는 더 짧은 상승 시간들로 귀결될 수 있다. 이 값들은 또한 버스트 엔벨롭에 영향을 미칠 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 각각의 버스트는 과도기 및 안정기 펄스들을 포함할 수 있다. 각각의 버스트 내의 과도기 펄스들은 총 전압이 안정기 펄스들에 도달될 때까지 L5 및/또는 시스템의 Q에 의해 설정될 수 있다.
RF 드라이버(805) 내의 스위치들이 공진 주파수(
Figure pct00002
)에서 스위칭될 때, 변압기(T1)에서의 출력 전압은 증폭될 것이다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 주파수는 대략 400 kHz, 0.5 MHz, 2.0 MHz, 4.0 MHz, 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 50 MHz, 등일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 공진 커패시터(C5)는 물리적 커패시터 및/또는 변압기(T1)의 표유 커패시턴스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 커패시터(C5)는 대략 10 μF, 1 μF, 100 nF, 10 nF, 등의 커패시턴스를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 인덕터(L5)는 물리적 인덕터 및/또는 변압기(T1)의 표유 인덕턴스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 인덕터(L5)는 대략 50 nH, 100 nH, 150 nH, 500 nH, 1,000 nH, 등의 인덕턴스를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 저항(R5)은 대략 10 ohms, 25 ohms, 50 ohms, 100 ohms, 150 ohms, 500 ohms, 등의 저항을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 공진 저항(R5)은 물리적 회로 내의 배선들, 트레이스들, 및/또는 변압기 권선들의 표유 저항을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 저항(R5)은 대략 10 mohms, 50 mohms, 100 mohms, 200 mohms, 500 mohms, 등의 저항을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 변압기(T1)는 발명의 명칭이 "고전압 변압기(High Voltage Transformer)"인, 미국 특허 출원 제 15/365,094호에 개시된 바와 같은 변압기를 포함할 수 있고, 이것은 어떠한 목적에서든 본 문서에 반영된다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 회로(810)의 출력 전압은 스위치들(S1, S2, S3, 및/또는 S4)의 듀티 싸이클(예. 스위치 "온" 타임 또는 스위치가 전도하는 시간)을 변경하는 것에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 듀티 싸이클이 길수록, 출력 전압은 높아지고; 듀티 싸이클이 짧을수록, 출력 전압은 낮아진다. 일부 실시예들에 있어서, 공진 회로(810)의 출력 전압은 RF 드라이버(805) 내에서의 스위칭의 듀티 싸이클을 조정하는 것에 의해 변경 또는 튜닝될 수 있다.
예를 들어, 스위치들의 듀티 싸이클은 스위치(S1)을 열고 닫는, 신호(Sig1)의 듀티 싸이클을 변경하는 것에 의해; 스위치(S2)을 열고 닫는, 신호(Sig2)의 듀티 싸이클을 변경하는 것에 의해; 스위치(S3)을 열고 닫는, 신호(Sig3)의 듀티 싸이클을 변경하는 것에 의해; 그리고 스위치(S4)을 열고 닫는, 신호(Sig4)의 듀티 싸이클을 변경하는 것에 의해 조정될 수 있다. 스위치들(S1, S2, S3, 또는 S4)의 듀티 싸이클을 조정함으로써, 예를 들어 공진 회로(810)의 출력 전압은 제어될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(805) 내의 각 스위치(S1, S2, S3, 또는 S4)는 독립적으로 또는 다른 스위치들 중 하나 또는 그 이상과 연계되어 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 신호(Sig1)는 신호(Sig3)와 동일한 신호일 수 있다. 다른 예로서, 신호(Sig2)는 신호(Sig4)와 동일한 신호일 수 있다. 다른 예로서, 각 신호는 독립적일 수 있고 또한 각 스위치(S1, S2, S3, 또는 S4)를 독립적으로 또는 별개로 제어할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 공진 회로(810)는 블로킹 다이어드(D7)를 포함할 수 있는 반파 정류기(815)와 결합될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 반파 정류기(815)는 저항성 출력 스테이지(820)와 결합될 수 있다. 저항성 출력 스테이지(820)는 업계에 알려진 어떠한 저항성 출력 스테이지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항성 출력 스테이지(820)는 발명의 명칭이 "고전압 저항성 출력 스테이지 회로(HIGH VOLTAGE RESISTIVE OUTPUT STAGE CIRCUIT)"인 미국 특허 출원 제 16/178,538호에 기술된 저항성 출력 스테이지를 포함할 수 있고, 그 내용은 어떠한 목적으로든 그 전부가 본 개시에 반영된다.
예를 들어, 저항성 출력 스테이지(820)는 인덕터(L11), 저항(R3), 저항(R1), 및 커패시터(C11)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(L11)는 대략 5 μH에서 대략 25 μH까지의 인덕턴스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항(R1)은 대략 50 ohms에서 대략 250 ohms 까지의 저항을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항(R3)은 저항성 출력 스테이지(820) 내 표유 저항을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항(R1)은 직렬로 및/또는 병렬로 배치되는 복수의 저항들을 포함할 수 있다. 커패시터(C11)는 배치 직렬 및/또는 병렬 저항들의 커패시턴스를 포함하는 저항(R1)의 표유 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 표유 커패시턴스(C11)의 커패시턴스는, 예를 들어 500 pF, 250 pF, 100 pF, 50 pF, 10 pF, 1 pF, 등보다 작을 수 있다. 표유 커패시턴스(C11)의 커패시턴스는, 예를 들어 C7, C8, 및/또는 C9의 커패시턴스보다 작을 수 있는 것과 같이, 부하 커패시턴스보다 작을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항(R1)은 부하(예. 플라즈마 시스 커패시턴스)를 방전할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 각 펄스 싸이클 내 에너지보다 적은 1 joule 및/또는 각 펄스 싸이클 동안 평균 전력인 대략 1kW 이상 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820) 내 저항(R1)의 저항은 200 ohms 보다 작을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항(R1)은 대략 200 pF보다 작은 결합된 커패시턴스(예. C11)를 갖는 직렬로 또는 병렬로 배치되는 복수의 저항들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 부하 상의 전압 파형의 형태를 제어하는 데 이용될 수 있는 회로 요소들의 무리를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 수동 요소들만 포함할 수 있다(예. 저항들, 커패시터들, 인덕터들 등). 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 수동 회로 요소들 뿐만 아니라 능동 회로 요소들(예. 스위치들)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는, 예를 들어 파형의 전압 하강 시간 및/또는 파형의 전압 상승 시간을 제어하는 데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 용량성 부하들(예. 웨이퍼 및/또는 플라즈마)을 방전할 수 있다. 예를 들어, 이 용량성 부하들은 작은 커패시턴스(예. 대략 10 pF, 100 pF, 500 pF, 1 nF, 10 nF, 100 nF, 등)를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지는 높은 펄스 전압(예. 1 kV, 10 kV, 20 kV, 50 kV, 100 kV, 등 보다 더 큰 전압들) 및/또는 높은 주파수들(예. 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 등 보다 더 높은 주파수들) 및/또는 대략 400 kHz, 0.5 MHz, 2.0 MHz, 4.0 MHz, 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 50 MHz, 등의 주파수들을 갖는 펄스들로 회로들에서 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지는 높은 평균 전력, 높은 피크 전력, 빠른 상승 시간들 및/또는 빠른 하강 시간들을 처리하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 평균 전력 등급은 대략 0.5 kW, 1.0 kW, 10 kW, 25 kW, 등 보다 더 클 수 있고, 및/또는 피크 전력 등급은 대략 1 kW, 10 kW, 100 kW, 1 MW, 등 보다 더 클 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 수동 구성요소들의 직렬 또는 병렬 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항성 출력 스테이지(820)는 저항, 커패시터, 및 인덕터 직렬을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 저항성 출력 스테이지(820)는 인덕터와 병렬인 커패시터 및 저항과 직렬인 커패시터-인덕터 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, L11은 정류기로부터 전압이 있을 때 저항성 출력 스테이지로 주입되는 상당한 에너지가 없도록 충분히 크게 선택될 수 있다. R3 및 R1의 값들은 L/R 시간이 RF 주파수보다 더 빠르게 부하에서 적절한 커패시터들을 소모할 수 있도록 선택될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820)는 바이어스 보상 회로(825)에 결합될 수 있다. 바이어스 보상 회로(825)는 업계에서 알려진 바이어스 및/또는 바이어스 보상 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바이어스 보상 회로(825)는 발명의 명칭이 "나노초 펄서 바이어스 보상(NANOSECOND PULSER BIAS COMPENSATION)"인, 미국 특허 출원 제 16/523,840호에 기술된 바이어스 및/또는 바이어스 보상 회로를 포함할 수 있고, 그 내용은 어떠한 목적으로든 그 전체가 본 개시에 반영된다. 일부 실시예들에 있어서, 저항성 출력 스테이지(820) 및/또는 바이어스 보상 회로(825)는 선택적일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서는 저항성 출력 스테이지(820)와 유사한 저항성 출력 스테이지를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 바이어스 보상 회로(825)는 바이어스 커패시터(C11), 블로킹 커패시터(C12), 블로킹 다이어드(D8), 스위치(S5)(예, 고전압 스위치), 오프셋 공급 전압(V2), 저항(R2), 및/또는 저항(R4)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 스위치(S5)는 발명의 명칭이 "나노초 펄싱을 위한 고전압 스위치(HIGH VOLTAGE SWITCH FOR NANOSECOND PULSING)"인, 미국 특허 출원 제82/717,637호 및/또는 발명의 명칭이 "나노초 펄싱을 위한 고전압 스위치(HIGH VOLTAGE SWITCH FOR NANOSECOND PULSING)"인, 미국 특허 출원 제16/178,565호에 기술된 고전압 스위치를 포함하고, 그 내용은 어떠한 목적으로든 그 전체가 본 개시에 반영된다.
일부 실시예들에 있어서, 오프셋 공급 전압(V5)은 출력 전압을 양으로 또는 음으로 바이어스할 수 있는 DC 전압 소스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 블로킹 커패시터(C12)는 저항성 출력 스테이지(820) 및/또는 다른 회로 요소들로부터 오프셋 공급 전압(V2)을 절연/분리할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 바이어스 보상 회로(825)는 회로의 일 부분으로부터 다른 부분으로 전력의 전위 이동을 허용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 바이어스 보상 회로(825)는 고전압 펄스들이 챔버 내부에서 활동하기 때문에 제 자리에 웨이퍼를 고정하는 데 사용될 수 있다. 저항(R2)은 드라이버로부터 DC 바이어스 공급을 보호/절연할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 스위치(S5)는 RF 드라이버(805)가 펄싱될 때 열리고 RF 드라이버(805)가 펄싱되지 않을 때 닫힐 수 있다. 닫힐 때, 스위치(S5)는, 예를 들어 블로킹 다이오드(D8)를 가로지르는 전류를 단락시킬 수 있다. 이 전류의 단락은 웨이퍼와 척 사이의 바이어스가 수용가능한 오차범위 내에 있을 수 있는, 2 kV보다 더 작도록 허용할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 플라즈마 및 챔버(830)는 바이어스 보상 회로(825)에 결합될 수 있다. 플라즈마 및 챔버(830)는, 예를 들어 도 8에 도시된 다양한 회로 요소들에 의해 표현될 수 있다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 RF 드라이버 및 챔버 회로(900)의 회로도이다. RF 드라이버 및 챔버 회로(900)는, 예를 들어 RF 드라이버(805), 공진 회로(810), 바이어스 보상 회로(825), 및 플라즈마 및 챔버(830)를 포함할 수 있다. RF 드라이버 및 챔버 회로(900)는 저항성 출력 스테이지(820) 없고 에너지 회수 회로(905)를 포함하는 것을 제외하면 RF 드라이버 및 챔버 회로(800)와 유사하다. 일부 실시예들에 있어서, 에너지 회수 회로(905) 및/또는 바이어스 보상 회로(825)는 선택적일 수 있다.
이 예에 있어서, 에너지 회수 회로(905)는 변압기(T1)의 2차 측 상에 위치되거나 또는 이에 전기적으로 결합될 수 있다. 에너지 회수 회로(905)는, 예를 들어 변압기(T1)의 2차 측을 가로지르는 다이오드(D9)(예. 크로우바 다이오드)를 포함할 수 있다. 에너지 회수 회로(905)는, 예를 들어 다이오드(D10) 및 인덕터(L12)(직렬로 배치되는)를 포함할 수 있고, 이것은 전력 공급(C1)을 충전하기 위해 전류가 변압기(T1)의 2차 측으로부터 흐르도록 또한 전류가 플라즈마 및 챔버(830)로 흐르도록 허용할 수 있다. 다이오드(D12) 및 인덕터(L12)는 변압기(T1)의 2차 측에 전기적으로 연결되고 전력 공급(C1)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 에너지 회수 회로(905)는 변압기(T1)의 2차 측에 전기적으로 결합되는 다이오드(D13) 및/또는 인덕터(L13)를 포함할 수 있다. 인덕터(L12)는 표유 인덕턴스를 나타내거나 및/또는 변압기(T1)의 표유 인덕턴스를 포함할 수 있다.
나노초 펄서가 켜진 때, 전류는 플라즈마 및 챔버(830)를 충전(예. 커패시터(C7), 커패시터(C8), 또는 커패시터(C9)를 충전)시킬 수 있다. 예를 들어 일부 전류는 변압기(T1)의 2차 측 상의 전압이 전력 공급(C1) 상의 전하 전압 이상으로 상승할 때 인덕터(L12)를 통해 흐를 수 있다. 나노초 펄서가 꺼진 때, 전류는 전력 공급(C1)을 충전하기 위해 인덕터(L12)를 가로지르는 전압이 0일 때까지 인덕터(L12)를 통해 플라즈마 및 챔버(830) 내의 커패시터들로부터 흐를 수 있다. 다이오드(D9)는 플라즈마 및 챔버(830) 내의 커패시터들이 플라즈마 및 챔버(830) 내 인덕턴스 또는 바이어스 보상 회로(825)와 링잉하는 것을 방지할 수 있다.
다이오드(D12)는, 예를 들어 전하가 전력 공급(C1)으로부터 플라즈마 및 챔버(830) 내부의 커패시터들로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
인덕터(L12)의 값은 전류 하강 시간을 제어하기 위해 선택될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 인덕터(L12)는 1 μH - 500 μH 사이의 인덕터 값을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 에너지 회수 회로(905)는 인덕터(L12)를 통하는 전류의 흐름을 제어하는 데 사용될 수 있는 스위치를 포함할 수 있다. 스위치는, 예를 들어 인덕터(L12)와 직렬로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 스위치는 다시 전력 공급(C1)으로 플라즈마 및 챔버(830)로부터 전류가 흐르는 것을 허용하기 위해 스위치(S1)가 열린 때 및/또는 더 이상 펄싱이 없을 때 닫힐 수 있다.
에너지 회수 회로(905) 내의 스위치는, 예를 들어, 2018년 8월 10일에 출원된 미국 가출원 특허 출원 제 62/717,637호의 우선의 이익을 주장하는, 발명의 명칭이 "절연된 전력을 갖는 고전압 스위치(HIGH VOLTAGE SWITCH WITH ISOLATED POWER)"인, 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 제 16/178,565호에 개시된 고전압 스위치와 같은, 고전압 스위치를 예를 들어 포함할 수 있고, 그 모든 내용은 그 전체로서 참조에 의해 반영된다. 일부 실시예들에 있어서, RF 드라이버(805)는 RF 드라이버(805)에 도시된 다양한 구성요소들에 더하여 또는 그 자리에 고전압 스위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 고전압 스위치의 이용은 적어도 변압기(T1) 및 스위치(S1)의 제거를 허용할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 나노초 펄서는 에너지 회수 회로(905)와 유사한 에너지 회수 회로를 포함할 수 있다.
RF 드라이버 및 챔버 회로(800) 및 RF 드라이버 및 챔버 회로(900)는 예를 들어, 50 ohm 매칭 네트워크 또는 외부 매칭 네트워크 또는 독립형 매칭 네트워크와 같은, 종래의 매칭 네트워크를 포함하지 않는다. 실제로, 이 문서 내에 기술된 실시예들은 웨이퍼 챔버에 적용되는 스위칭 전력을 튜닝하기 위해 50 ohm 매칭 네트워크를 필요로 하지 않는다. 이에 더하여, 이 문서 내에 기술된 실시예들은 종래의 매칭 네트워크 없이 가변 출력 임피던스 RF 발생기를 제공한다. 이것은 플라즈마 챔버에 의해 소모되는 전력으로 빠르게 변경하는 것을 허용할 수 있다. 통상적으로, 매칭 네트워크의 이러한 튜닝은 적어도 100 μs - 200 μs를 취할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전력 변경이 하나 또는 2 개의 RF 싸이클들 내에서, 예를 들어 400 kHz에서 2.5 μs - 5.0 μs에서 발생할 수 있다.
도 10은 예를 들어 플라즈마 시스템(300, 400, 500, 600, 또는 700)과 같은 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다. 파형은 챔버 전 전압을 보여준다. 이 예에 있어서, 파형은 꺼진 RF 드라이버(105)로 생산된다. 이 예에 있어서, 복수의 펄스들이 생산된다.
도 11은 예를 들어 플라즈마 시스템(300, 400, 500, 600, 또는 700)과 같은 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다. 파형은 챔버 전 전압을 보여준다. 이 예에 있어서, RF 드라이버(105) 및 나노초 펄서 바이어스 발생기(115) 모두는 꺼진다. 이 예에 있어서, RF 신호 뿐만 아니라 복수의 펄스들이 생산된다.
도 12는 예를 들어 플라즈마 시스템(300, 400, 500, 600, 또는 700)과 같은 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다. 파형은 예를 들어 웨이퍼에서와 같이, 챔버 내의 전압을 보여준다. 이 예에 있어서, 파형은 꺼진 RF 드라이버(105)로 생산된다. 이 예에 있어서, 복수의 펄스들이 생산된다.
도 13은 예를 들어 플라즈마 시스템(300, 400, 500, 600, 또는 700)과 같은 플라즈마 시스템에 의해 생산되는 파형이다. 파형은 예를 들어 웨이퍼에서와 같이, 챔버 내의 전압을 보여준다. 이 예에 있어서, 파형은 꺼진 RF 드라이버(105)로 생산된다. 이 예에 있어서, 복수의 펄스들이 생산된다.
용어 "또는"은 포괄적이다.
구체적으로 명시되지 않는 한, 용어 "실질적으로"는 제조 오차범위 내 또는 언급되는 값의 5% 또는 10% 내를 의미한다. 구체적으로 명시되지 않는 한, 용어 "대략"은 제조 오차범위 내 또는 언급되는 값의 5% 또는 10% 내를 의미한다.
일부 부분들은 컴퓨터 메모리와 같은, 컴퓨팅 시스템 메모리 내에 저장된 데이터 비트들 또는 이진 디지털 신호들에 대한 작동들의 기호적 표현들 또는 알고리즘들의 용어들로 표현된다. 이 알고리즘적 설명들 또는 표현들은 해당 기술 분야의 사람들에게 그들의 작업의 내용을 전달하기 위해 데이터 처리 분야의 전문가들에 의해 사용되는 기법들의 예들이다. 알고리즘은 원하는 결과로 이어지는 자기-모순이 없는 일련의 작업들 또는 유사한 처리이다. 이러한 맥락에서, 작동들 또는 처리는 물리적 양들의 물리적 조작을 수반한다. 통상, 반드시 필요한 것은 아니지만, 이러한 양들은 저장, 전송, 결합, 비교 또는 이와 달리 조작될 수 있는 전기적 또는 자기적 신호들의 형태를 취할 수 있다. 주로 일반적인 사용을 위해, 비트들, 데이터들, 값들, 요소들, 기호들, 문자들, 용어들, 숫자들, 번호들 등과 같은 신호들로 참조하는 것이 종종 편리하다는 것이 입증되었다. 하지만, 이러한 용어들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리적 양들과 연관되고 단지 편리한 라벨들에 불과하다는 것이 이해되어야 한다. 달리 구체적으로 기술되지 않는 한, 본 명세서 전반에 걸쳐서 "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", 및 "확인" 등과 같은 용어들의 사용에 대한 설명들은 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 장치들, 전송 장치들, 또는 컴퓨팅 플랫폼의 디스플레이 장치들 내의 물리적 전자적 또는 자기적 양들로서 표현되는 데이터를 조작 또는 변환하는, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터들 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 장치 또는 장치들과 같은, 컴퓨팅 장치의 행위들 또는 공정들을 참조한다.
여기서 설명되는 시스템 또는 시스템들은 특정 하드웨어 아키텍쳐 또는 구성에 한정되지 않는다. 컴퓨팅 장치는 하나 또는 그 이상의 입력들에 따라 결과를 제공하는 구성요소들의 적절한 배치를 포함할 수 있다. 적절한 컴퓨팅 장치들은 본 주제의 하나 또는 그 이상의 실시예들을 구현하는 범용 컴퓨팅 장치에서부터 특수목적의 컴퓨팅 장치까지의 컴퓨팅 시스템을 프로그래밍하거나 또는 구성하는 저장된 소프트웨어에 접근하는 다목적 마이크로프로세서-기반의 컴퓨터 시스템들을 포함한다. 적절한 프로그래밍, 스크립팅, 또는 다른 종류의 언어 또는 언어들의 조합들은 컴퓨팅 장치를 프로그래밍하거나 또는 구성하는 데 사용되는 소프트웨어로 여기에 포함된 교시를 구현하는 데 이용될 수 있다.
여기에 개시된 방법들의 실시예들은 이러한 컴퓨팅 장치들의 작동으로 수행될 수 있다. 상기의 예들에서 제시된 블록들의 순서는 변경될 수 있다 - 예를 들어, 블록들은 재배열되거나 결합되거나 및/또는 하부-블록들로 분할될 수 있다. 일부 블록들 또는 공정들은 병렬로 수행될 수 있다.
"조정되는" 또는 "구성되는"의 사용은 열려 있고 포괄적인 언어로서, 추가적인 작업들 또는 단계들을 수행하도록 조정되거나 또는 구성되는 장치들을 배제하지 않는 것을 의미한다. 추가적으로, "기초하는"의 사용은, 하나 또는 그 이상의 인용된 조건들 또는 값들에 "기초한" 그 공정, 단계, 계산, 또는 다른 행동이, 실제로, 인용된 것들을 넘어 추가적인 조건들 또는 값들에 기초할 수 있음을 의미하는 열려 있고 포괄적인 것이다. 제목들, 목록들, 및 번호들은 설명의 편의를 윈한 것으로서 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 주제는 특정 실시예들과 관련하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는, 상기의 이해를 달성할 때 이러한 실시예들에 대한 변경들, 변형들 및 균등물들을 용이하게 생산할 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시는 한정 보다는 예를 들기 위해 제시되었고, 또한 당업자에게 매우 명백한 본 주제에 대한 변경들, 변형들 및 추가들의 포괄을 배제하지 않음이 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 시스템에 있어서,
    플라즈마 챔버;
    2 MHz보다 큰 RF 주파수로 상기 플라즈마 챔버로 RF 버스트들을 구동시키는 RF 드라이버;
    펄스 반복 주파수 및 피크 전압으로 상기 플라즈마 챔버로 펄스들을 구동시키는 나노초 펄서, 상기 펄스 반복 주파수는 상기 RF 주파수보다 작고 상기 피크 전압은 2 kV보다 크고;
    상기 RF 드라이버와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제1 필터; 및
    상기 나노초 펄서와 상기 플라즈마 챔버 사이에 배치되는 제2 필터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 더 큰,
    플라즈마 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 상기 플라즈마 챔버 및 상기 RF 드라이버에 직렬로 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터는 대략 500 pH보다 작은 커패시턴스를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 그라운드와 상기 RF 드라이버의 출력에 결합되는 인덕터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 필터는 상기 플라즈마 챔버와 상기 나노초 펄서와 직렬인 인덕터를 포함하고, 상기 인덕터는 대략 50 μH보다 작은 인덕턴스를 가지는,
    플라즈마 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 필터는 그라운드와 상기 나노초 펄서의 출력에 결합되는 커패시터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 하이패스 필터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 필터는 로우패스 필터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 드라이버는 매칭 네트워크를 포함하지 않는,
    플라즈마 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버는 상기 RF 드라이버와 전기적으로 결합되는 안테나를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버는 상기 RF 드라이버와 전기적으로 결합되는 캐쏘드를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버는 상기 나노초 펄서와 전기적으로 결합되는 캐쏘드를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  13. 플라즈마 시스템에 있어서,
    안테나 및 캐쏘드를 포함하는 플라즈마 챔버;
    상기 안테나와 전기적으로 결합되는 RF 드라이버, 상기 RF 드라이버는 대략 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 상기 플라즈마 챔버에서 RF 버스트들을 생산하고;
    상기 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 나노초 펄서, 상기 나노초 펄서는 상기 RF 주파수보다 작은 펄스 반복 주파수로 또한 2 kV보다 큰 전압으로 상기 플라즈마 챔버로 펄스들을 생산하고;
    상기 RF 드라이버와 상기 안테나 사이에 배치되는 커패시터; 및
    상기 나노초 펄서와 상기 캐쏘드 사이에 배치되는 인덕터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 커패시터는 대략 100 pF보다 작은 커패시턴스를 가지는,
    플라즈마 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 인덕터는 10 nH보다 작은 인덕턴스를 가지는,
    플라즈마 시스템.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 큰,
    플라즈마 시스템.
  17. 플라즈마 시스템에 있어서,
    캐쏘드를 포함하는 플라즈마 챔버;
    상기 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 RF 드라이버, 상기 RF 드라이버는 대략 2 MHz보다 큰 RF 주파수로 상기 플라즈마 챔버 내에서 RF 버스트들을 생산하고;
    상기 캐쏘드와 전기적으로 결합되는 나노초 펄서, 상기 나노초 펄서는 상기 RF 주파수보다 작은 펄스 반복 주파수 및 2 kV보다 큰 전압으로 상기 플라즈마 챔버로 펄스들을 샌상하고;
    상기 RF 드라이버와 상기 캐쏘드 사이에 배치되는 커패시터; 및
    상기 나노초 펄서와 상기 캐쏘드 사이에 배치되는 인덕터를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 커패시터는 대략 100 pF보다 작은 커패시턴스를 가지는,
    플라즈마 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 인덕터는 대략 10 nH보다 작은 인덕턴스를 가지는,
    플라즈마 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 펄스 반복 주파수는 10 kHz보다 큰,
    플라즈마 시스템.
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